Российский сапфировый насос-дозатор дешевле и долговечней иностранных

Научная работа, легшая в основу разработок компании «Фармасапфир», велась группой ученых с 2000-х годов. В результате удалось создать уникальные сапфировые насос-дозаторы, которые могут заменить металлические и керамические аналоги в самых разных отраслях. В основе проекта — работы Евгения Лукина, доктора технических наук и профессора кафедры химической технологии, керамики и огнеупоров РХТУ им. Д.И. Менделеева, и Хачатура Багдасарова, доктора физико-математических науки в прошлом заведующего Отделом института кристаллографии им. А.В. Шубникова.

Объединил их в одном научном коллективе Виталий Савенков, который еще в начале 2000-х годов обратил внимание на дороговизну и быструю изнашиваемость комплектующих для розлива и фасовки жидких вязких и пастообразных веществ. В поле зрения Савенкова оказались высокоточные насос-дозаторы, основу которых составляет плунжерная пара (насос, вытеснителем в котором служит не поршень, а плунжер - цилиндр, длина которого намного больше диаметра, за счет чего обеспечивается высокое давление). От 2 до 10 таких насос-дозаторов обычно стоят на каждой линии розлива, например на фармацевтических предприятиях; они работают синхронно, в автоматическом режиме. Сегодня около 97% всего рынка насос-дозаторов в России — металлические, 3% - из корундовой керамики. Насос-дозаторы обоих типов на фармацевтических предприятиях используются до 1-3 лет, а в пищевой промышленности (насос-дозаторы используются для перекачки самых разных химических и иных добавок) их срок эксплуатации не превышает 3-5 месяцев. Помимо короткого срока службы, у металлических и керамических насос-дозаторов есть другой серьезный недостаток — они окисляют субстанции продукта.

Савенков с командой конструкторов взялся за изготовление металлического дозатора, аналога поставляемых немецкой фирмой Bosch. Получившийся дозатор был как минимум в три раза дешевле немецкого конкурента, работал не хуже, но стал быстро подтекать. Эксперимент Савенкова по созданию керамического насос-дозатора из корундовой керамики (опять же по примеру импортных поставщиков — BauschundStrobel, SPC France) тоже не был удачен: керамика так же имела недостатки из-за колкости, хрупкости, а главное пористости материала. Разливаемая субстанция пропитывала керамику насквозь. Это была проблемой при переходе розлива с одной субстанции на другую.

Савенков решил подобрать для насос-дозаторов новый материал, и его выбор пал на искусственно выращенный монокристалл лейкосапфира. С одной стороны, твердость сапфира уступает только алмазу, с другой — сапфир не вступает в реакции с лекарственными препаратами. Поэтому сапфир устойчив в агрессивной среде и может работать с концентрированными кипящими кислотами (с химической чистотой 99,999%), а насос-дозаторы из него исключают риск окисления или микробиологического загрязнения продукта. А это особенно важно, так как подобные воздействия снижают лекарственный эффект препаратов. Искусственно выращенные кристаллы сапфира уже доказали безопасность для человека в ходе патогистоморфологических и токсикологических исследований. Из него уже делают зубные и костные импланты, поэтому и для дозаторов при розливе препаратов, которые впоследствии будут вводиться внутримышечно, внутривенно и инъекционно, этот материал показался наиболее подходящим.

Силами Савенкова и собранного им коллектива ученых-консультантов еще в 2002 году был создан первый образец насос-дозатора на основе сапфировой плунжерной пары. Затем командой был создан собственный способ обработки сапфира механическим и химико-механическим методом. Технология предполагает, что заготовки деталей из кристалла на основе α-модификации оксида алюминия (его научное название — корунд, акристаллический α-оксид алюминия любой окраски, кроме красной, в ювелирном деле называют сапфир) предварительно высверливаются с помощью алмазного инструмента,затем их поверхность обрабатывают алмазным инструментом с последовательным убыванием величины зерна абразива до 125/100-100/80 мкм. После этого заготовки помещают в муфельную печь, а затем снова обрабатывают их поверхности полировальным кругом или притиром с алмазным зерном 5/3 мкм-1/0 мкм на часовом масле. Заключительный этап — трибохимическая полировка полировальным составом на основе коллоидного раствора диоксида кремния.

За счет такой обработки шероховатость плунжерных пар опускается до уровня 3-5 ангстрем (10⁻¹⁰м; в системе СИ самая близкая единица — нанометр,10⁻⁹м). За счет понижения коэффициента трения (у существующих импортных аналогов металлических и керамических дозаторов шероховатость поверхности около 200 нанометров, у продукции «Фармасапфира» — до 3-5 ангстрем), срок службы сапфировых насос-дозаторов вырос в несколько раз, при сохранении точной дозировки на весь этот период. Средняя стоимость насоса — $6-7 тыс. (при себестоимости в $800-1 тыс.) — сопоставима с керамическими и металлическими аналогами.

Впервые исследования сапфировых насос-дозаторов «Фармасапфир» были проведены на заводе компании «Брынцалов — А», получившей комплект из 8 сапфировых дозаторов на машину розлива и укупоркимарки Bosch. После этого компания получила токсикологическое разрешительное заключение от ФГБНУ «НИИМТ». С тех пор «Фармасапфир» поставил около 80 насос-дозаторов в Россию, Белоруссию и Литву, преимущественно на фармпредприятия — отсутствие в лекарстве микро- и наночастиц тяжелых металлов, остающихся после использования металлических аналогов, при использовании сапфирового насос-дозатора особенно важно. Срок службы насос-дозаторов «Фармасапфира» без замены достигает 13 лет, компания дает гарантию на насос-дозаторы на 10 лет, а у мировых производителей он не превышает одного года.

У «Фармасапфира» нет производства, все сапфировые насос-дозаторы изготовлены по заказу.

Елена Фальбанская

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.